(57)【要約】      （修正有）【課題】紡糸口金から紡出されて凝固浴中で凝固したアラミド繊維について、付着した凝固液の良好な洗浄が行え、しかも、繊維にダメージを与えたり、洗浄液中で単糸切れが生じたりしない洗浄装置を提供する。【解決手段】紡出されたドープを凝固液中で凝固して繊維化した繊維１に付着した凝固液を洗浄する洗浄装置において、凝固後の繊維１を支持した状態で洗浄液中へ導入した繊維１を支持したままの状態で洗浄した後、洗浄液Ｌから出た繊維１を非支持状態とする回転体を備えたことを特徴とする繊維の洗浄装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紡出されたドープを凝固液中で凝固して繊維化した繊維に付着した凝固液を洗浄する洗浄装置において、凝固後の繊維を支持した状態で洗浄液中へ導入した繊維を支持したままの状態で洗浄した後、洗浄液から出た繊維を非支持状態とする回転体を備えたことを特徴とする繊維の洗浄装置。
【請求項２】
紡出されたドープを凝固液中で凝固して繊維化した繊維に付着した凝固液を洗浄する洗浄方法において、凝固後の繊維を回転体上に支持して洗浄液中に導入し、前記回転体に支持した状態で後洗浄液中を通過させ、洗浄液から出た繊維を前記回転体から離脱させることを特徴とする繊維の洗浄方法。
【請求項３】
請求項２に記載の洗浄方法を多段に行うことを特徴とする繊維の洗浄方法。
【請求項４】
全芳香族ポリアミドからなる繊維を洗浄することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の繊維の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紡糸口金より紡糸されたドープを凝固液中へ導入して繊維化した後に、付着した凝固液を洗浄する装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高強度と高モジュラスを兼ね備えた全芳香族ポリアミド繊維を紡糸するための従来技術として、紡糸口金より全芳香族ポリアミド重合体を含むドープを一旦気相部に紡出し、紡出した前記ドープ流を凝固液中で凝固させて繊維化した後、前記繊維に付着した凝固液を洗浄をすることが行われている。
【０００３】
ところが、近年、生産性向上のために、繊維の紡糸速度は益々上昇している。このように紡糸速度が上昇すると、洗浄液中を走行する繊維の走行抵抗も上昇する。そうすると、液中抵抗によって繊維が引き伸ばされて物性が低下するという問題が生じる。また、ひどい場合には、単糸が切れるという問題がある。
【０００４】
そこで、この問題を解決するために、洗浄液中を走行する繊維に作用する液抵抗を低減する方法が提案されている。例えば、特許文献１（特開平４−２０２８０７号公報）には、液自体の表面張力で盛り上がった洗浄液の上端面に沿って、走行する繊維をこの盛り上がった部分の洗浄液に断続的に接触させることにより、凝固液の洗浄を行う従来技術が提案されている。
【０００５】
確かに、この従来技術によれば、繊維全体を洗浄液中に浸漬して凝固液を洗浄する必要がないため、走行する繊維が洗浄液に接触する接触長を低減することができる。このため、走行する繊維が洗浄液から受ける走行抵抗を低減することができる。
【０００６】
しかし、繊維に付着する凝固液を充分に除去できるように洗浄するためには、洗浄液との接触長と接触時間とを確保しなければならない。このため、前述の紡糸速度の上昇とあいまって、洗浄装置が長大化して設置コストも上昇するので、この技術は現実的でない。
【０００７】
また、特許文献２（特開平８−２７６２２号公報）において、駆動ローラを空気中に多数設置すると共に、これら駆動ローラ上に繊維を走行させ、駆動ローラ上を走行する繊維に対して、スプレーノズルから洗浄液を噴き付ける洗浄方法が提案されている。
【０００８】
確かに、この洗浄方法を採用すれば、駆動ローラ上で洗浄液を噴射して、繊維に付着した凝固液を洗浄できるため、走行繊維に作用する液抵抗の低減が図れる。しかしながら、洗浄を効率的に進めるためには、繊維の表面に付着した凝固液を洗い流すために、スプレーノズルから吐出される洗浄液の噴射速度を上げる必要がある。
【０００９】
そうすると、スプレーノズルから噴射される洗浄液が繊維に衝突する際の衝突力も大きくなって、繊維自体にダメージを与えてしまうという問題が生じる。特に、まだ延伸が行われておらず、それ故に、繊維内部の構造変化が充分に完結していない未延伸糸の状態では、繊維の断面形状が変形するという問題がある。
【００１０】
【特許文献１】特開平４−２０２８０７号公報
【特許文献２】特開平８−２７６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上に述べた従来技術が有する諸問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、紡糸口金から紡出されて凝固浴中で凝固したアラミド繊維について、付着した凝固液の良好な洗浄が行え、しかも、繊維にダメージを与えたり、洗浄液中で単糸切れが生じたりしない洗浄装置と洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
ここに、上記課題を解決する本発明に係わる繊維の洗浄装置として、請求項１に記載の「紡出されたドープを凝固液中で凝固して繊維化した繊維に付着した凝固液を洗浄する洗浄装置において、凝固後の繊維を支持した状態で洗浄液中へ導入した繊維を支持したままの状態で洗浄した後、洗浄液から出た繊維を非支持状態とする回転体を備えたことを特徴とする繊維の洗浄装置」が提供される。
【００１３】
また、上記課題を解決する本発明に係わる繊維の洗浄方法として、「紡出されたドープを凝固液中で凝固して繊維化した繊維に付着した凝固液を洗浄する洗浄方法において、凝固後の繊維を回転体上に支持して洗浄液中に導入し、前記回転体に支持した状態で後洗浄液中を通過させ、洗浄液から出た繊維を前記回転体から離脱させることを特徴とする繊維の洗浄方法」が提供される。
【００１４】
その際、請求項３に記載のように、「請求項２に記載の洗浄方法を多段に行うことを特徴とする繊維の洗浄方法」とすることが好ましい。
また、請求項４に記載のように、「全芳香族ポリアミドからなる繊維を洗浄することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の繊維の洗浄方法」とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、洗浄の際に生じる液抵抗を極限まで低減できる。したがって、単糸切れや単糸の変形などのダメージが少ない繊維を安定して得ることができる。また、最終的に得られる繊維の品質バラツキが小さいという極めて顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、紡糸口金から紡出されたドープを凝固液中で凝固させて繊維化し、その後、付着した凝固液を洗浄するための洗浄装置と洗浄方法とに関する。したがって、本発明が対象とする繊維は、このような工程によって製造される繊維である。例えば、炭素繊維の前駆体となるポリアクリルニトリル繊維、あるいは高強度と高モジュラスを兼ね備えた全芳香族ポリアミド繊維などを例示することができる。
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら、その実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る洗浄装置の一つの実施形態を模式的に例示した概略構成図である。この図１において、各参照符号について先ず説明する。すなわち、1は繊維、２ａは一対のガイドローラ、２ｂは駆動ローラ、３は洗浄液槽、そして、Ｌは洗浄液をそれぞれ示す。また、４ａは循環排水配管、４ｂは洗浄液調整装置、４ｃは循環ポンプ、そして、４ｄは循環供給配管をそれぞれ示し、これらが組み合わさって本発明で言う「凝固液の洗浄装置（以下、単に“洗浄装置”という）」が構成されている。
【００１８】
以上に述べた本発明に係る洗浄装置の実施形態例において、図示省略した紡糸口金から紡出されたドープは、凝固液が貯えられた凝固浴（図示せず）に導入される。そして、この凝固液に接触することによって、ドープ中の溶剤が凝固液中に抽出されて凝固し、繊維化する。
【００１９】
以上に説明した、ドープの繊維化工程について、本発明を最も好ましく適用できるプロセス、すなわち、全芳香族ポリアミドからなるポリマーを含むドープＰが繊維化されるプロセス（乾湿式紡糸プロセス）に即して、以下に具体的かつ詳細に説明する。
【００２０】
先ず、以下に述べるようなプロセスによって、「ドープ」を調整する。すなわち、水分率が１００ｐｐｍ以下のＮ−メチル−２−ピロリドン（以下ＮＭＰという）１１２．９部、パラフェニレンジアミン１．５０６部、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル２．７８９部を常温下で反応容器に入れ、窒素中で溶解した後、攪拌しながらテレフタル酸クロライド５．６５８部を添加する。
【００２１】
そして、最終的に８５℃で６０分間反応させ、粘稠かつ透明なポリマー溶液を得る。次いで、２２．５重量％の水酸化カルシウムを含有するＮＭＰスラリー９．１７４部を添加し、中和反応を行って、必要な「ドープ」を得る。
【００２２】
このようにして、調整したドープを繊維化するにあたって、先ずギアポンプなどの連続計量供給手段（図示せず）を使用して、ドープの供給量を連続的に計量しながらスピンブロック（図示せず）へ分配供給する。ついで、このスピンブロックに備えられた紡糸口金（図示せず）からドープを紡出し凝固液中で凝固させて繊維化する。そして、このようなプロセスを経て凝固した繊維１は、通常、引取ローラ（図示せず）によって１００ｍ／ｍｉｎから５００ｍ／ｍｉｎで引取られる。
【００２３】
本発明では、繊維１に付着した凝固液を除去する。そのために、以下に述べるようにして洗浄装置へと導入することを一大特徴とする。すなわち、凝固液から引き上げられた繊維１が、ガイドローラ２ａを介して洗浄液槽３へ導入され、洗浄液Ｌ中に設けられた駆動ローラ２ｂへと導かれる。そして、この駆動ローラ２ｂに支持された状態で駆動ローラ２ｂ上を繊維１が走行する。なお、このとき、図１に例示したように洗浄装置４へ供給する繊維の走行速度と駆動ローラ２ｂとの周速とを一致させることが望ましい。
【００２４】
このようにして、洗浄液Ｌ中に浸漬された駆動ローラ２ｂ上を繊維１が走行するに連れて、繊維１に付着した凝固液が洗浄除去される。このとき、後述するように洗浄液Ｌをリサイクル使用する場合には、繊維１に付着した凝固液の洗浄が進行するにつれて、洗浄液Ｌには繊維１から脱着した凝固液が蓄積される。そこで、洗浄液調整装置４ｂによって繊維１から脱着した凝固液を洗浄液Ｌ中から除去する。あるいは、凝固液の濃度が一定濃度以下となるように凝固液を調整する。
【００２５】
ここで、図１に示した洗浄装置の実施例のように、本発明に係る洗浄装置では、脱着した凝固液を含む洗浄液Ｌが、洗浄液調整装置４ｂを介して、成分組成とその凝固液濃度とが一定となるように調整される。そして、調整された洗浄液Ｌが循環ポンプ４ｃによって洗浄液槽３へ還流されてリサイクル使用される。
【００２６】
すなわち、洗浄液Ｌは、洗浄液槽３のオーバーフロー部３ａをオーバーフローして循環排水配管４ａへ排出され、洗浄液調整装置４ｂによって洗浄液が調整され、循環ポンプ４ｃによって、循環供給配管４ｄから洗浄液槽３へと還流される。
【００２７】
以上述べたように、本発明が一大特徴とするところは、凝固浴（図示せず）にて凝固された繊維１を駆動ローラ２ｂ上に支持しながら、洗浄液Ｌに接触させて洗浄することにある。これに対して、洗浄液Ｌ中を拘束せずに繊維１をフリーで走行させると、擾乱された洗浄液Ｌの影響を受けて繊維１の走行状態が乱される。
【００２８】
何故ならば、洗浄液Ｌ中へ繊維を導入するために、洗浄液Ｌ中に駆動ローラ２ｂを設けると、ローラの液中回転や繊維１の液中走行などの影響を受けて洗浄液Ｌが擾乱されからである。そうすると、繊維１の走行状態が乱されて、互いに単糸同士が絡み合うなどして、単糸切れが生じたりする。
そこで、本発明のように、洗浄液槽３中へ供した繊維１の糸道を駆動ローラ２ｂで支持して拘束することによって、洗浄液Ｌ中を走行する繊維１の乱れを無くすことができる。
【００２９】
また、高速で走行する繊維１を洗浄液Ｌ中へ導いたり、引き上げたりすると、液面が乱される。したがって、このときにも、繊維１の走行状態が乱され、繊維１を構成する単糸同士が絡み合ったりして、単糸切れなどの工程不安定と製品品質の低下を招く。
【００３０】
そこで、図１に例示したように、一対のガイドローラ２ａを介して、駆動ローラ２ａ上に、繊維１を支持しながら洗浄液Ｌ中へ繊維１を出し入れすることによって、液面の乱れの影響を回避することができる。すなわち、繊維１は、洗浄液Ｌ中を駆動ローラ２ａによって支持されて、走行する糸道が規制されるために、繊維１を安定に洗浄液Ｌから分離することができる。
【００３１】
そして、以上に説明した洗浄工程を通過後に、繊維1は乾燥工程や熱延伸工程などからなる一連の製糸プロセスを経て、高強度かつ高モジュラスなどの高物性を有する延伸糸とされることは周知の通りである。このようにして得られた繊維１は、既に述べたように、従来技術で得られた繊維と比較すると、単糸切れや変形が無く、また、品質バラツキも小さいという極めて顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る洗浄装置の一実施形態を模式的に例示した概略構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    繊維
２ａ  一対のガイドローラ
２ｂ  駆動ローラ
３    洗浄液槽
３ａ  オーバーフロー部
４ａ  循環排水配管
４ｂ  洗浄液調整装置
４ｃ  循環ポンプ
４ｄ  循環供給配管
Ｌ    洗浄液
【図１】
2007204890.tif 000003